Bij het selecteren van wolfraamcarbide draaibaren richten de meeste kopers zich op de kwaliteit van het carbide, de hardheid of de schaafgrootte, maar vergeten ze vaak een van de belangrijkste prestatiefactoren: de tandgeometrie.
Het ontwerp van de tand (ook wel fluit of snijpatroon genoemd) bepaalt rechtstreeks de snijsnelheid, de efficiëntie van het verwijderen van chips, de oppervlakteafwerking, de warmteopwekking en de levensduur van het gereedschap.
Als u een gereedschapsdistributeur bent, een industriële koper, of een fabrieksaankopenmanager,Het begrijpen van de tandgeometrie helpt u bij het kiezen van de juiste carbide-borrel voor elke toepassing en voorkomt onnodige gereedschapskosten..
Wat is de tandgeometrie in roterende karbideringsborrels?De tandgeometrie verwijst naar de vorm, grootte en lay-out van de snijkanten op de karbidafdrukkop.- Hoe agressief materiaal wordt verwijderd- Hoe vlot de buil snijdt- Hoe worden de chips ontladen?- Hoe lang duurt de buil?
Een goed ontworpen tandpatroon verbetert de snijdoeltreffendheid met 30~50% en vermindert de slijtage van het gereedschap aanzienlijk.
Algemene tandtypen van koolstofdioxideborrels
Tandtype
Uiterlijk
Het beste voor
Kenmerken
Single Cut (SC)
Spiraalvormige tanden in één richting
staal, gietijzer
Snel verwijderen van voorraden
Double Cut (DC)
Tanden met een dwarsgesneden tand
Vlekkeloos staal, gehard staalIk...
Een gladde afwerking, een stabiel snijwerk
Aluminium gesneden ((AL))
Grote enkele fluit
Aluminium, messing, kunststoffen
Anti-verstopping
Diamant gesneden
fijne kruispunten
Afwerking van harde materialen
glad oppervlak
Eenvoudig gesneden versus dubbel gesneden versus aluminium gesneden
Prestatiefactor
Eenvoudig gesneden
Dubbel gesneden
Aluminium gesneden
Snij snelheid
Ik heb het gedaan.
Ik heb het gedaan.
Ik heb het niet gedaan.
Oppervlakte afwerking
★★
Ik heb het gedaan.
Ik heb het gedaan.
Chipcontrole
★
Ik heb het gedaan.
Ik heb het niet gedaan.
Vibratiestabiliteit
★★
Ik heb het gedaan.
Ik heb het gedaan.
Het beste voor
staal, gietijzer
SS, gelegeerd staal
Aluminium, koper
*Als u aan metaalwerkplaatsen of distributeurs verkoopt, moet u altijd alle drie de tandtypen in uw catalogus opnemen, omdat zij 90% van de marktbehoeften dekken.
Hoe tandgeometrie de snijprestaties beïnvloedt1. Efficiëntie van het verwijderen van chips: grote fluitontwerpen verwijderen chips sneller (het beste voor aluminium), terwijl dwarsgesneden tanden de chipgrootte verminderen (het beste voor roestvrij staal).2Snij snelheid: Agressieve fluitgeometrie verhoogt de verwijderingssnelheid, maar vereist ook hogere RPM en stabiele gereedschappen.3Warmteopwekking: verkeerd tandtype = overmatige hitte = slijtage van het gereedschap + brandwonden op het werkstuk.4Vibratie en stabiliteit: dubbel gesneden boeren verminderen de trillingen en verbeteren de controle.5Werktuiglevensduur: geoptimaliseerde tandgeometrie vermindert wrijving en belasting en verlengt de levensduur van de boor met 25-40%.
Het kiezen van de juiste tandgeometrie voor verschillende materialen
Materiaal
Aanbevolen tandtype
Redenen voor aanbeveling
koolstofstaal
Eenvoudig gesneden
Agressief snijden
van roestvrij staal
Dubbel gesneden
Vermijdt dat het werk hard wordt
van ijzer of van staal
Dubbel gesneden
Stabiel snijden
Aluminium
Aluminium gesneden
Vermijdt het laden
Titanium
Dubbel gesneden
Stabiliteit onder hitte
Messing/koper
Aluminium gesneden
Schoon snijden
Geometrie van aangepaste tanden voor OEM-ordersVeranderlijke fluitgeometrieChipbreaker patronenTandontwerp met een hoge helixMicro-korrelcarbide + CNC geslepen tandenVoor speciale toepassingen: linkerspiraalvormen
*Ideaal voor autovervoer, lucht- en ruimtevaart slijpwerkzaamheden, afwerking van vormgereedschappen, scheepswerfreparatie en precisie-afborringslijnen.
Hoe een tand van hoge kwaliteit te identificeren
Voor het kiezen van een leverancier van een karbide-boor, controleer:- Een scherpe scherpte.- Tandsymmetrie en evenwicht- CNC-grondprecisie- Sterkte van zilveren legering- Bovenlaag
Vragen van de meeste kopersV1: Welk type carbide-borsttand duurt het langst?Dubbel gesneden boeren bieden over het algemeen de beste balans tussen snelheid en levensduur van het gereedschap.
Q2: Kan ik een speciale tandgeometrie aanvragen?Ja, OEM-aanpassingen van tandontwerp zijn beschikbaar voor volumes.
V3: Welk tandtype is het beste voor roestvrij staal?Dubbel gesneden borsten verminderen de verharding en zorgen voor een soepeler beheer.
ConclusiesDe tandgeometrie bepaalt direct de snij snelheid, het verwijderen van de chips, de oppervlakteafwerking, de warmte en de levensduur van het gereedschap.
We produceren wolfraamcarbide roterende boeren voor wereldwijde gereedschapsdistributeurs en industriële gebruikersWe hebben de volgende belangrijkste voordelen:- Ultrafijnkorrelcarbide WC- CNC-bewerkingen met een precisie van 5 assen- Zilveren legering met hoge sterkte
Annulaire Frees: Een Professionele Tool om de Uitdagingen van het Boren in Roestvrij Staal te Overwinnen
Op het gebied van industriële bewerking is roestvrij staal een essentieel materiaal geworden in de productie vanwege de uitstekende corrosiebestendigheid, hoge sterkte en goede taaiheid. Deze eigenschappen vormen echter ook aanzienlijke uitdagingen voor booroperaties, waardoor het boren in roestvrij staal een veeleisende taak is. Onze annulaire frees, met zijn unieke ontwerp en uitstekende prestaties, biedt een ideale oplossing voor efficiënt en nauwkeurig boren in roestvrij staal.
Ⅰ. Uitdagingen en Kernmoeilijkheden bij het Boren in Roestvrij Staal
1.Hoge Hardheid en Sterke Slijtvastheid:
Roestvrij staal, met name austenitische soorten zoals 304 en 316, heeft een hoge hardheid die de snijweerstand aanzienlijk verhoogt - meer dan twee keer die van gewoon koolstofstaal. Standaard boorbits worden snel bot, waarbij de slijtagesnelheid met wel 300% toeneemt.
2.Slechte Thermische Geleidbaarheid en Warmteophoping:
De thermische geleidbaarheid van roestvrij staal is slechts een derde van die van koolstofstaal. De snijwarmte die tijdens het boren wordt gegenereerd, kan niet snel worden afgevoerd, waardoor de lokale temperaturen de 800°C overschrijden. Onder dergelijke hoge temperaturen en hoge drukomstandigheden hebben legeringselementen in roestvrij staal de neiging om zich te binden aan het boormateriaal, wat leidt tot adhesie en diffusieslijtage. Dit resulteert in het falen van de boorbit en het verharden van het oppervlak van het werkstuk.
3.Aanzienlijke Neiging tot Werkharding:
Onder snijspanning transformeert een deel van austeniet in harde martensiet. De hardheid van de geharde laag kan met 1,4 tot 2,2 keer toenemen in vergelijking met het basismateriaal, waarbij de treksterkte tot 1470–1960 MPa kan oplopen. Als gevolg hiervan snijdt de boorbit constant in steeds harder materiaal.
4.Spaanadhesie en Slechte Spaanafvoer:
Vanwege de hoge ductiliteit en taaiheid van roestvrij staal hebben spanen de neiging om continue linten te vormen die gemakkelijk aan de snijkant hechten, waardoor opgebouwde kanten ontstaan. Dit vermindert de snij-efficiëntie, krast op de wand van het gat en leidt tot een overmatige oppervlakteruwheid (Ra > 6,3 μm).
5.Dunne Plaatvervorming en Positieverandering:
Bij het boren in platen dunner dan 3 mm kan de axiale druk van traditionele boorbits materiaalvervorming veroorzaken. Wanneer de boorpunt doorbreekt, kunnen ongebalanceerde radiale krachten leiden tot een slechte gatrondheid (meestal afwijkend met meer dan 0,2 mm).
Deze uitdagingen maken conventionele boortechnieken inefficiënt voor de verwerking van roestvrij staal, wat vraagt om meer geavanceerde booroplossingen om deze problemen effectief aan te pakken.
Ⅱ. Definitie van Annulaire Frees
Een annulaire frees, ook wel een holle boor genoemd, is een gespecialiseerd gereedschap dat is ontworpen voor het boren van gaten in harde metalen platen zoals roestvrij staal en dikke stalen platen. Door het principe van annulair (ringvormig) snijden toe te passen, overwint het de beperkingen van traditionele boormethoden.
Het meest kenmerkende kenmerk van de annulaire frees is de holle, ringvormige snijkop, die alleen het materiaal langs de omtrek van het gat verwijdert in plaats van de hele kern, zoals bij conventionele spiraalboren. Dit ontwerp verbetert de prestaties aanzienlijk, waardoor het veel superieur is aan standaard boorbits bij het werken met dikke stalen platen en roestvrij staal.
Ⅲ. Kerntechnisch Ontwerp van de Annulaire Frees
1.Drie-Kantige Gecoördineerde Snijstructuur:
De composiet snijkop bestaat uit buiten-, midden- en binnen snijkanten:
Buitenkant: Snijdt een cirkelvormige groef om een precieze gatdiameter te garanderen (±0,1 mm).
Middenkant: Draagt 60% van de belangrijkste snijbelasting en is voorzien van slijtvast carbide voor duurzaamheid.
Binnenkant: Breekt de materiaalkern en helpt bij de spaanafvoer. Het ongelijke tandsteekontwerp helpt trillingen tijdens het boren te voorkomen.
2.Annulair Snijden & Spaangroefontwerp:
Slechts 12%–30% van het materiaal wordt in een ringvorm verwijderd (kern behouden), waardoor het snijgebied met 70% wordt verminderd en het energieverbruik met 60% wordt verlaagd. Speciaal ontworpen spiraalvormige spaangroeven breken automatisch spanen in kleine fragmenten, waardoor effectief wordt voorkomen dat lintvormige spanen verstrikt raken - een veelvoorkomend probleem bij het boren in roestvrij staal.
3.Centraal Koelkanaal:
Emulsiekoelvloeistof (olie-waterverhouding 1:5) wordt rechtstreeks op de snijkant gespoten via een centraal kanaal, waardoor de temperatuur in de snijzone met meer dan 300°C wordt verlaagd.
4.Positioneringsmechanisme:
De centrale pilotpin is gemaakt van hoogwaardig staal om een nauwkeurige positionering te garanderen en het wegglijden van de boor tijdens het gebruik te voorkomen - vooral belangrijk bij het boren in gladde materialen zoals roestvrij staal.
Ⅳ. Voordelen van Annulaire Frezen bij het Boren in Roestvrij Staal
In vergelijking met traditionele spiraalboren die over het volledige oppervlak snijden, verwijderen annulaire frezen slechts een ringvormig gedeelte van het materiaal - waarbij de kern behouden blijft - wat revolutionaire voordelen met zich meebrengt:
1.Doorbraak in Efficiëntieverbetering:
Met een vermindering van 70% in het snijgebied duurt het boren van een Φ30 mm gat in 12 mm dik 304 roestvrij staal slechts 15 seconden - 8 tot 10 keer sneller dan met een spiraalboor. Voor dezelfde gatdiameter vermindert annulair snijden de werklast met meer dan 50%. Het boren door een 20 mm dikke stalen plaat duurt bijvoorbeeld 3 minuten met een traditionele boor, maar slechts 40 seconden met een annulaire frees.
2.Aanzienlijke Vermindering van de Snijtemperatuur:
Centrale koelvloeistof wordt rechtstreeks in de hoge temperatuurzone geïnjecteerd (optimale verhouding: olie-water emulsie 1:5). In combinatie met een gelaagd snijontwerp houdt dit de temperatuur van de freeskop onder de 300°C, waardoor gloeien en thermisch falen worden voorkomen.
3.Gegarandeerde Precisie en Kwaliteit:
Gesynchroniseerd snijden met meerdere kanten zorgt voor automatische centrering, wat resulteert in gladde, braamvrije gatwanden. De afwijking van de gatdiameter is minder dan 0,1 mm en de oppervlakteruwheid is Ra ≤ 3,2μm - waardoor nabewerking overbodig is.
4.Verlengde Levensduur van het Gereedschap en Lagere Kosten:
De hardmetalen snijkop is bestand tegen de hoge schuurbaarheid van roestvrij staal. Er kunnen meer dan 1.000 gaten per slijpcyclus worden geboord, waardoor de gereedschapskosten met maximaal 60% worden verlaagd.
5.Casestudy:
Een locomotieffabrikant gebruikte annulaire frezen om gaten van 18 mm te boren in 3 mm dikke 1Cr18Ni9Ti roestvrijstalen basisplaten. De slagingspercentage van de gaten verbeterde van 95% naar 99,8%, de rondheidsafwijking daalde van 0,22 mm naar 0,05 mm en de arbeidskosten werden met 70% verlaagd.
Ⅴ. Vijf Kernuitdagingen en Gerichte Oplossingen voor het Boren in Roestvrij Staal
1.Dunwandige Vervorming
1.1Probleem: Axiale druk van traditionele boorbits veroorzaakt plastische vervorming van dunne platen; bij doorbraak leidt radiale krachtonbalans tot ovale gaten.
1.2.Oplossingen:
Ondersteuningsmethode: Plaats aluminium of technische kunststof steunplaten onder het werkstuk om de drukkracht te verdelen. Getest op 2 mm roestvrij staal, ovaliteitsafwijking ≤ 0,05 mm, vervormingssnelheid verminderd met 90%.
Stapvoedingsparameters: Initiële voeding ≤ 0,08 mm/omw, verhoog tot 0,12 mm/omw op 5 mm voor doorbraak en tot 0,18 mm/omw op 2 mm voor doorbraak om kritische snelheidsresonantie te voorkomen.
2. Snijadhesie en Onderdrukking van Opgebouwde Kanten
2.1.Oorzaak: Lassen van roestvrijstalen spanen aan de snijkant bij hoge temperatuur (>550°C) veroorzaakt Cr-elementprecipitatie en adhesie.
2.2.Oplossingen:
Afgeschuinde Snijkanttechnologie: Voeg een 45° afgeschuinde kant van 0,3-0,4 mm breed toe met een lossingshoek van 7°, waardoor het contactoppervlak van blad-spaan met 60% wordt verminderd.
Toepassing van Spaangroefcoating: Gebruik TiAlN-gecoate boorbits (wrijvingscoëfficiënt 0,3) om de opgebouwde kant-snelheid met 80% te verminderen en de levensduur van het gereedschap te verdubbelen.
Gepulseerde Interne Koeling: Til de boor elke 3 seconden gedurende 0,5 seconden op om koelvloeistofpenetratie bij de adhesiegrens mogelijk te maken. In combinatie met 10% extreme druk emulsie met zwaveladditieven kan de temperatuur in de snijzone met meer dan 300°C dalen, waardoor het lasrisico aanzienlijk wordt verminderd.
3. Spaanafvoerproblemen en Boorvastlopen
3.1.Faalmechanisme: Lange strookspanen raken verstrikt in het gereedschapslichaam, blokkeren de koelvloeistofstroom en verstoppen uiteindelijk de spaangroeven, waardoor de boor breekt.
3.2.Efficiënte Spaanafvoeroplossingen:
Geoptimaliseerd Spaangroefontwerp: Vier spiraalvormige groeven met een helixhoek van 35°, de groefdiepte met 20% verhoogd, waardoor de spaandikte van elke snijkant ≤ 2 mm is; vermindert snijresonantie en werkt samen met veerdrukstangen voor automatische spaanafvoer.
Luchtdrukondersteunde Spaanafvoer: Bevestig een 0,5 MPa luchtpistool op de magnetische boor om spanen na elk gat weg te blazen, waardoor de vastloopfrequentie met 95% wordt verminderd.
Intermitterende Boorterugtrekmethode: Trek de boor volledig terug om spanen te verwijderen nadat een diepte van 5 mm is bereikt, vooral aanbevolen voor werkstukken dikker dan 25 mm.
4. Positionering op Gebogen Oppervlakken en Zekerheid van Loodrechtheid4.1.
Speciale Scenario-uitdaging: Boor slipt op gebogen oppervlakken zoals stalen buizen, initiële positioneringsfout >1 mm.4.2.
Technische Oplossingen:Kruislaserpositioneringsapparaat:
Geïntegreerde laserprojector op magnetische boor projecteert kruisdraad op gebogen oppervlak met ±0,1 mm nauwkeurigheid.Aanpasbare Armatuur voor Gebogen Oppervlakken:
V-groefklem met hydraulische vergrendeling (klemmkracht ≥5kN) zorgt ervoor dat de booras parallel is aan de normaal van het oppervlak.Stapsgewijze Startboormethode:
Pons een 3 mm pilotgat op het gebogen oppervlak → Ø10 mm pilotuitbreiding → doel diameter annulaire frees. Deze driestapsmethode bereikt verticaliteit van Ø50 mm gaten op 0,05 mm/m.Ⅵ.
Configuratie van Boorparameters voor Roestvrij Staal en KoelvloeistofWetenschap 6.1 Gouden Matrix van Snijparameters
Dynamische aanpassing van parameters op basis van de dikte van het roestvrij staal en de gatdiameter is de sleutel tot succes:
Werkstukdikte
Gatdiameterbereik
Spindelsnelheid (omw/min)
Voedingssnelheid (mm/omw)
Koelvloeistofdruk (bar)
1-3 mm
Ø12-30 mm
450-600
0,10-0,15
3-5
3-10 mm
Ø30-60 mm
300-400
0,12-0,18
5-8
10-25 mm
Ø60-100 mm
150-250
0,15-0,20
8-12
>25 mm
Ø100-150 mm
80-120
0,18-0,25
12-15
Gegevens samengesteld uit experimenten met austenitisch roestvrij staal.
Opmerking:
Voedingssnelheid 0,25 mm/omw veroorzaakt het afbrokkelen van de inzet. Strikte afstemming van de snelheids- en voedingsverhouding is noodzakelijk.6.2 Richtlijnen voor Koelvloeistofselectie en -gebruik
6.2.1.
Voorkeursformuleringen:Dunne Platen:
Wateroplosbare emulsie (olie:water = 1:5) met 5% gesulfureerde extreme drukadditieven.Dikke Platen:
Hoogviskeuze snijolie (ISO VG68) met chlooradditieven om de smering te verbeteren.6.2.2.
Toepassingsspecificaties:Interne Koeling Prioriteit:
Koelvloeistof geleverd via het boorstangmiddengat naar de boorpunt, debiet ≥ 15 L/min.Externe Koelingsondersteuning:
Sproeiers spuiten koelvloeistof op de spaangroeven onder een hoek van 30°.Temperatuurbewaking:
Vervang de koelvloeistof of pas de formulering aan wanneer de temperatuur in de snijzone de 120°C overschrijdt.6.3 Zes-Staps Bedrijfsproces
Werkstukklemming → Hydraulische armatuurvergrendeling
Centrale positionering → Laserkruiskalibratie
Boormontage → Controleer het aandraaimoment van de inzet
Parameterinstelling → Configureer volgens de dikte-gatdiameter matrix
Koelvloeistofactivering → Pre-injecteer koelvloeistof gedurende 30 seconden
Stapsgewijs boren → Trek elke 5 mm terug om spanen te verwijderen en groeven schoon te maken
Ⅶ.
Selectieaanbevelingen en Scenario-aanpassing7.1 Boorbitselectie
7.1.1.
MateriaalkeuzesEconomisch Type:
Kobalt HSS (M35)Toepasselijke scenario's:
304 roestvrijstalen dunne platen Voordelen: 2000 gaten, TiAlN coating wrijvingscoëfficiënt 0,3, vermindert opgebouwde kant met 80%, lost adhesieproblemen met 316L roestvrij staal op.Speciale Versterkte Oplossing (Extreme Omstandigheden):
Wolframcarbide substraat + Nanobuiscoating
Nanodeeltjesversterking verbetert de buigsterkte, hittebestendigheid tot 1200°C, geschikt voor diepgatboren (>25 mm) of roestvrij staal met onzuiverheden.7.1.2.
SchachtcompatibiliteitBinnenlandse Magnetische Boren: Haakse schacht.
Geïmporteerde Magnetische Boren (FEIN, Metabo): Universele schacht, snelwisselsysteem ondersteund, uitloop tolerantie ≤ 0,01 mm.
Japanse Magnetische Boren (Nitto): Alleen universele schacht, haakse schachten niet compatibel; vereisen speciale snelwisselinterface.
Bewerkingscentra / Boormachines: HSK63 hydraulische gereedschapshouder (uitloop ≤ 0,01 mm).
Handboormachines / Draagbare Apparatuur: Viergats snelwisselschaft met zelfborgende stalen kogels.
Speciale Aanpassing: Conventionele boorpersen vereisen Morse-taperadapters (MT2/MT4) of BT40-adapters voor compatibiliteit met annulaire frezen.
7.2 Typische Scenario-oplossingen
7.2.1.
Stalen Structuur Dunne Plaat VerbindingsgatenPijnpunt:
Wegglijden op gebogen oppervlak veroorzaakt positioneringsfout > 1 mm.Oplossing:
Driestaps boormethode: Ø3 mm pilotgat → Ø10 mm expansiegat → doel diameter boorbit.Parameters: Snelheid 450 tpm, voeding 0,08 mm/omw, koelvloeistof: olie-water emulsie.
7.2.2.
Scheepsbouw Dikke Plaat DiepgatbewerkingPijnpunt:
Wegglijden op gebogen oppervlak veroorzaakt positioneringsfout > 1 mm.Oplossing:
Driestaps boormethode: Ø3 mm pilotgat → Ø10 mm expansiegat → doel diameter boorbit.
Parameters: Snelheid 150 tpm, voeding 0,20 mm/omw, stapsgewijze spaanafvoer.
7.2.3.
Rail Hoge Hardheid Oppervlakte GatborenPijnpunt:
Wegglijden op gebogen oppervlak veroorzaakt positioneringsfout > 1 mm.Oplossing:
Driestaps boormethode: Ø3 mm pilotgat → Ø10 mm expansiegat → doel diameter boorbit.
Hulp: V-type armatuurklemming + laserpositionering (±0,1 mm nauwkeurigheid).
7.2.4.
Positionering op Gebogen/Schuine OppervlakkenPijnpunt:
Wegglijden op gebogen oppervlak veroorzaakt positioneringsfout > 1 mm.Oplossing:
Driestaps boormethode: Ø3 mm pilotgat → Ø10 mm expansiegat → doel diameter boorbit.
Apparatuur: Magnetische boor geïntegreerd met kruislaserpositionering.
Ⅷ.
Technische Waarde en Economische Voordelen van het Boren in Stalen PlatenDe belangrijkste uitdaging van het boren in roestvrij staal ligt in het conflict tussen de eigenschappen van het materiaal en traditionele gereedschappen. De annulaire frees bereikt een fundamentele doorbraak door drie belangrijke innovaties:
Annulaire snijrevolutie:
verwijdert slechts 12% van het materiaal in plaats van volledig doorsnede snijden.Multi-kantige mechanische lastverdeling:
vermindert de belasting per snijkant met 65%.Dynamisch koelontwerp:
verlaagt de snijtemperatuur met meer dan 300°C.In praktische industriële validaties leveren annulaire frezen aanzienlijke voordelen:
Efficiëntie:
De boortijd per gat wordt teruggebracht tot 1/10 van die met spiraalboren, waardoor de dagelijkse output met 400% toeneemt.Kosten:
De levensduur van de inzet overschrijdt 2000 gaten, waardoor de totale bewerkingskosten met 60% worden verlaagd.Kwaliteit:
De tolerantie van de gatdiameter voldoet consistent aan de IT9-klasse, met bijna nul afvalpercentages.Met de popularisering van magnetische boren en de vooruitgang in carbide-technologie zijn annulaire frezen de onvervangbare oplossing geworden voor de verwerking van roestvrij staal. Met de juiste selectie en gestandaardiseerde bediening kunnen zelfs extreme omstandigheden zoals diepe gaten, dunne wanden en gebogen oppervlakken zeer efficiënte en precieze bewerkingen bereiken.
Het wordt aanbevolen dat bedrijven een database met boorparameters opbouwen op basis van hun productstructuur om het beheer van de volledige levenscyclus van het gereedschap continu te optimaliseren.
1. WAT IS DE CARBIDE BURR?
Carbide burr, ook wel bekend als burr bit, burr cutter, carbide burr bit, carbide slijpmachine bit etc. Strikt genomen is de carbide burr een soort roterend snijgereedschap dat op pneumatische gereedschappen of elektrisch gereedschap wordt geklemd en speciaal wordt gebruikt om metaalbraam, lasslak, lasreiniging te verwijderen. Het wordt voornamelijk gebruikt in het ruwe bewerkingsproces van het werkstuk met een hoge efficiëntie.
2. DE COMPONENTEN VAN CARBIDE BURR?
Carbide burr kan worden verdeeld in gesoldeerde en massieve typen. Het gesoldeerde type is gemaakt van een carbide kopdeel en een stalen schachtdeel die aan elkaar zijn gesoldeerd. Wanneer de diameter van de burrkop en de schacht niet hetzelfde zijn, wordt het gesoldeerde type gebruikt. Het massieve type is gemaakt van massief carbide wanneer de diameter van de burrkop en de schacht hetzelfde zijn.
3. WAAR WORDT CARBIDE BURR VOOR GEBRUIKT?
Carbide burr is veel gebruikt, het is een belangrijke manier om de productie-efficiëntie te verbeteren en de mechanisatie van de monteur te bereiken. In de afgelopen jaren is het, met het toenemende aantal gebruikers, een noodzakelijk hulpmiddel geworden voor monteurs en reparateurs.
De belangrijkste toepassingen:
♦ Spaanders verwijderen.
♦ Vorm wijzigen.
♦ Rand- en afschuiningafwerking.
♦ Voorbereidend frezen voor het opbouwen van lassen.
♦ Lasreiniging.
♦ Gietmaterialen reinigen.
♦ De geometrie van het werkstuk verbeteren.
De belangrijkste industrieën:
♦ Vormindustrie. Voor het afwerken van allerlei soorten metalen vormholtes, zoals schoenvormen enzovoort.
♦ Graveerindustrie. Voor het graveren van allerlei soorten metaal en niet-metaal, zoals ambachtelijke geschenken.
♦ Apparatuurvervaardigingsindustrie. Voor het reinigen van de vin, braam, lasnaad van gietstukken, smeedstukken en laswerk, zoals gietmachinefabriek, scheepswerf, wielnaafpolijsten in autofabriek, enz.
♦ Machine-industrie. Voor het bewerken van de afschuining, ronding, groef en spiebaan van allerlei soorten mechanische onderdelen, het reinigen van pijpen, het afwerken van het oppervlak van het binnenste gat van de machineonderdelen, zoals machinefabriek, reparatiewerkplaats enzovoort.
♦ Motorenindustrie. Voor het gladmaken van de stroomdoorgang van de waaier, zoals autofabriek.
♦ Lasindustrie. Voor het gladmaken van het lasoppervlak, zoals klinklassen.4. DE VOORDELEN VAN CARBIDE BURR.
♦ Allerlei soorten metalen (inclusief gehard staal) en niet-metalen materialen (zoals marmer, jade, bot, plastic) met een hardheid onder HRC70 kunnen willekeurig worden gesneden door carbide burr.
♦ Het kan in de meeste gevallen kleine slijpschijven met schacht vervangen, en geen stofvervuiling.
♦ Hoge productie-efficiëntie, tientallen keren hoger dan de verwerkingsefficiëntie van handmatige vijl, en meer dan tien keer hoger dan de verwerkingsefficiëntie van kleine slijpschijven met schacht.
♦ Met een goede bewerkingskwaliteit, hoge oppervlakteafwerking, kan carbide burr verschillende vormen van vormholtes met hoge precisie bewerken.
♦ Carbide burr heeft een lange levensduur, 10 keer duurzamer dan sneldraaistaal snijder, en 200 keer duurzamer dan aluminiumoxide slijpschijf.
♦ Carbide burr is gemakkelijk te gebruiken, veilig en betrouwbaar, het kan de arbeidsintensiteit verminderen en de werkomgeving verbeteren.
♦ Het economische voordeel na gebruik van carbide burr is sterk verbeterd, en de uitgebreide verwerkingskosten kunnen tientallen keren worden verlaagd door gebruik van carbide burr.5. HET BEREIK VAN BEWERKTE MATERIALEN VAN CARBIDE BURR.
Toepassing
Materialen
Gebruikt voor ontbramen, frezen van voorbereidingsproces, oppervlaklassen, laspuntbewerking, vormbewerking, gietafschuining, verzinkbewerking, reiniging.
Staal, Gietstaal
Niet hard staal, niet warmtebehandeld staal, sterkte niet hoger dan 1.200N/mm²(
38HRC)
gereedschapsstaal, gehard staal, gelegeerd staal, gietstaal
Roestvrij staal
Roest- en zuurbestendig staal
austenitisch en ferritisch roestvrij staal
Non-ferro metalen
zachte non-ferro metalen
aluminium
messing, rood koper, zink
harde non-ferro metalen
aluminiumlegering, messing, koper, zink
messing, titanium/titaniumlegering, duraluminiumlegering (hoog siliciumgehalte)
hittebestendig materiaal
Nikkelbasis- en kobaltbasislegeringen (motor- en turbineproductie)
Gietijzer
grijs gietijzer, wit gietijzer
nodulair grafiet / ductiel ijzer EN-GJS(GGG)
wit gegloeid gietijzer EN-GJMW(GTW),
zwart ijzer EN-GJMB(GTS)
Gebruikt voor frezen, vormverwerking
Plastic, Andere Materialen
vezelversterkte kunststoffen (GRP/CRP), vezelgehalte ≤40%
vezelversterkte kunststoffen (GRP/CRP), vezelgehalte >40%
Gebruikt voor trimmen, vormfrezen van snijgat
thermoplastisch
6. DE PASSENDE GEREEDSCHAPPEN VAN CARBIDE BURR.
Carbide burr worden meestal gebruikt met snelle elektrische slijpmachines of pneumatische gereedschappen, het kan ook worden gebruikt door ze op machines te monteren. Omdat pneumatische gereedschappen vaak in de industrie worden gebruikt, wordt het gebruik van carbide burr in de industrie over het algemeen aangedreven door pneumatische gereedschappen. Voor persoonlijk gebruik is een elektrische slijpmachine handiger, het werkt nadat u deze hebt aangesloten, zonder luchtcompressor. Het enige wat u hoeft te doen, is een elektrische slijpmachine met hoge snelheid kiezen. De aanbevolen snelheid is over het algemeen 6000-40000 RPM, en een meer gedetailleerde beschrijving van de aanbevolen snelheid wordt hieronder gegeven.
7. DE AANBEVOLEN SNELHEID VAN CARBIDE BURR.
Carbide burr moet worden bediend met een redelijke snelheid van 1.500 tot 3.000 voet per minuut. Volgens deze specificatie is een breed scala aan carbide burr beschikbaar voor slijpmachines. Bijvoorbeeld: 30.000-RPM slijpmachines kunnen carbide burr matchen waarvan de diameter 3/16" tot 3/8" is; Voor 22.000-RPM slijpmachines zijn 1/4" tot 1/2" diameter carbide burr beschikbaar. Voor een efficiëntere werking is het echter het beste om de meest gebruikte diameter te kiezen.
Daarnaast is de optimalisatie van de slijpomgeving en het onderhoud van de slijpmachine ook erg belangrijk. Als een 22.000-rpm slijpmachine vaak verkeerd gaat, waarschijnlijk omdat de RPM te laag is. Daarom raden we u aan om vaak het luchtdruksysteem en de afdichtingsconstructie van uw slijpmachine te controleren.
Een redelijke werksnelheid is inderdaad erg belangrijk om een goed snij-effect en werkstukkwaliteit te bereiken. Het verhogen van de snelheid kan de bewerkingskwaliteit verbeteren en de levensduur van het gereedschap verlengen, maar als de snelheid te hoog is, kan dit ervoor zorgen dat de stalen schacht barst; Het verminderen van de snelheid is nuttig voor snel snijden, maar het kan oververhitting van het systeem veroorzaken en de snijkwaliteit verminderen. Dus elk type carbide burr moet worden gekozen op basis van de specifieke werking van de juiste snelheid.
Controleer de aanbevolen snelheidslijst hieronder:
De aanbevolen snelheidslijst voor carbide burr gebruik.
Het snelheidsbereik wordt aanbevolen voor verschillende materialen en burr diameters
(rpm)Burr Diameters
3mm (1/8")
6mm (1/4")
10mm (3/8")
12mm (1/2")
16mm (5/8")
Maximum Operating Speed (rpm)
90000
65000
45000
35000
25000
20000
Speed range
60000-80000
45000-60000
10000-50000
7000-30000
6000-20000
Recommended starting speed
80000
45000
25000
20000
Koper, Gietijzer
Speed range
60000-80000
22500-60000
15000-40000
11000-30000
9000-20000
Recommended starting speed
80000
45000
30000
25000
20000
Speed range
60000-80000
45000-60000
30000-40000
22500-30000
18000-20000
Recommended starting speed
80000
50000
30000
25000
20000
Ⅰ. Inleiding
Superlegeringen zijn metalen materialen die uitstekende sterkte, oxidatiebestendigheid en corrosiebestendigheid behouden bij hoge temperaturen. Ze worden veel gebruikt in lucht- en ruimtevaartmotoren, gasturbines, nucleaire industrieën en energieapparatuur. Hun superieure eigenschappen vormen echter aanzienlijke uitdagingen voor verspanen. Vooral bij het gebruik van vingerfrezen voor freesbewerkingen zijn problemen zoals snelle gereedschapsslijtage, hoge snijtemperaturen en slechte oppervlaktekwaliteit bijzonder prominent aanwezig. Dit artikel onderzoekt de veelvoorkomende problemen die zich voordoen bij het vingerfrezen van superlegeringen en biedt bijbehorende oplossingen.
Ⅱ. Wat is een superlegering?
Superlegeringen (of hogetemperatuurlegeringen) zijn metalen materialen die een hoge sterkte en uitstekende oxidatie- en corrosiebestendigheid behouden in omgevingen met verhoogde temperaturen. Ze kunnen betrouwbaar werken onder complexe spanning in oxidatieve en gasvormige corrosieomgevingen van 600°C tot 1100°C. Superlegeringen omvatten voornamelijk legeringen op basis van nikkel, kobalt en ijzer en worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, gasturbines, kernenergie, de auto-industrie en de petrochemische industrie.
Ⅲ. Kenmerken van superlegeringen
1.Hoge sterkte bij verhoogde temperaturen
Bestand tegen hoge spanningen gedurende langere perioden bij hoge temperaturen zonder significante kruipvervorming.
2.Uitstekende oxidatie- en corrosiebestendigheid
Behoudt structurele stabiliteit, zelfs bij blootstelling aan lucht, verbrandingsgassen of chemische media bij verhoogde temperaturen.
3.Goede vermoeiings- en breuktaaiheid
Bestand tegen thermische cycli en impactbelastingen in extreme omgevingen.
4.Stabiele microstructuur
Vertoont een goede structurele stabiliteit en is bestand tegen prestatievermindering bij langdurig gebruik bij hoge temperaturen.
Ⅳ. Typische superlegeringsmaterialen
1.Superlegeringen op basis van nikkel
Internationaal gangbare kwaliteiten:
Eigenschappen & Toepassingen
Eigenschappen
Typische toepassingen
Inconel 718
Uitstekende sterkte bij hoge temperaturen, goede lasbaarheid
Vliegtuigmotoren, componenten van kernreactoren
Inconel 625
Sterke corrosiebestendigheid, bestand tegen zeewater en chemicaliën
Marine-apparatuur, chemische containers
Inconel X-750
Sterke kruipweerstand, geschikt voor langdurige belastingen bij hoge temperaturen
Turbineonderdelen, veren, bevestigingsmiddelen
Waspaloy
Behoudt hoge sterkte bij 700–870°C
Gasturbinebladen, afdichtingscomponenten
Rene 41
Superieure mechanische prestaties bij hoge temperaturen
Verbrandingskamers van straalmotoren, uitlaatzuigers
2.Superlegeringen op basis van kobalt
Internationaal gangbare kwaliteiten:
Eigenschappen & Toepassingen
Eigenschappen
Toepassingen
Stellite 6
Uitstekende slijtage- en hete corrosiebestendigheid
Kleppen, afdichtingsoppervlakken, snijgereedschappen
Haynes 188
Goede oxidatie- en kruipweerstand bij hoge temperaturen
Turbinebehuizingen, onderdelen van verbrandingskamers
Mar-M509
Sterke corrosie- en thermische vermoeiingsweerstand
Hete componenten van gasturbines
Gangbare Chinese kwaliteiten (met internationale equivalenten):
Eigenschappen & Toepassingen
Eigenschappen
Toepassingen
K640
Equivalent aan Stellite 6
Kleplegeringen, thermische apparatuur
GH605
Vergelijkbaar met Haynes 25
Bemande ruimtevaartmissies, industriële turbines
3.Superlegeringen op basis van ijzer
Eigenschappen: Lage kosten, goede verspaanbaarheid; geschikt voor omgevingen met gemiddelde temperaturen (≤700°C).
Internationaal gangbare kwaliteiten:
Eigenschappen & Toepassingen
Eigenschappen
Toepassingen
A-286 (UNS S66286)
Goede sterkte bij hoge temperaturen en lasbaarheid
Bevestigingsmiddelen voor vliegtuigmotoren, componenten van gasturbines
Legering 800H/800HT
Uitstekende structurele stabiliteit en corrosiebestendigheid
Warmtewisselaars, stoomgeneratoren
310S roestvrij staal
Oxidatiebestendig, lage kosten
Oventubes, uitlaatsystemen
Gangbare Chinese kwaliteiten (met internationale equivalenten):
Eigenschappen & Toepassingen
Internationaal equivalent
Toepassingen
1Cr18Ni9Ti
Vergelijkbaar met 304 roestvrij staal
Algemene omgevingen met hoge temperaturen
GH2132
Equivalent aan A-286
Bouten, afdichtingen, veren
4.Vergelijking van superlegeringen op basis van nikkel, kobalt en ijzer
Legeringstype
Bedrijfstemperatuurbereik
Sterkte
Corrosiebestendigheid
Kosten
Typische toepassingen
Op basis van nikkel
≤1100°C
★★★★★
★★★★★
Hoog
Lucht- en ruimtevaart, energie, kernenergie
Op basis van kobalt
≤1000°C
★★★★
★★★★★
Relatief hoog
Chemische industrie, gasturbines
Op basis van ijzer
≤750°C
★★★
★★★
Laag
Algemene industrie, structurele onderdelen
Ⅴ. Toepassingsvoorbeelden van superlegeringen
Industrie
Toepassingscomponenten
Lucht- en ruimtevaart
Turbinebladen, verbrandingskamers, sproeiers, afdichtingsringen
Energieapparatuur
Gasturbinebladen, componenten van kernreactoren
Chemische industrie
Hogetemperatuurreactoren, warmtewisselaars, corrosiebestendige pompen en kleppen
Olieboring
Hogetemperatuur- en hogedrukafdichtingen, boorgatgereedschap
Automobielindustrie
Turbochargercomponenten, hoogwaardige uitlaatsystemen
Ⅵ. Uitdagingen bij het verspanen van superlegeringen
1. Hoge sterkte en hardheid:
Superlegeringen behouden een hoge sterkte, zelfs bij kamertemperatuur (bijv. de treksterkte van Inconel 718 overschrijdt 1000 MPa). Tijdens het verspanen hebben ze de neiging om een koudverharde laag te vormen (met een hardheid die 2-3 keer toeneemt), wat de snijweerstand in volgende bewerkingen aanzienlijk verhoogt. Onder dergelijke omstandigheden wordt de gereedschapsslijtage verergerd, fluctueren de snijkrachten sterk en is de kans op afbrokkeling van de snijkant groter.
2. Slechte thermische geleidbaarheid en geconcentreerde snijwarmte:
Superlegeringen hebben een lage thermische geleidbaarheid (bijv. de thermische geleidbaarheid van Inconel 718 is slechts 11,4 W/m·K, ongeveer een derde van die van staal). De snijwarmte kan niet snel worden afgevoerd en de temperatuur van de snijpunt kan oplopen tot meer dan 1000°C. Dit zorgt ervoor dat het gereedschapsmateriaal zachter wordt (door onvoldoende roodhardheid) en versnelt de diffusieslijtage.
3. Ernstige koudverharding:
Het materiaaloppervlak wordt harder na het verspanen, wat de gereedschapsslijtage verder intensiveert.
4. Hoge taaiheid en moeilijkheid bij spaanderbeheersing:
De spanen van superlegeringen zijn zeer taai en breken niet gemakkelijk, waardoor vaak lange spanen ontstaan die zich om het gereedschap kunnen wikkelen of het werkoppervlak kunnen bekrassen. Dit beïnvloedt de stabiliteit van het verspaningsproces en verhoogt de gereedschapsslijtage.
5. Hoge chemische reactiviteit:
Legeringen op basis van nikkel zijn gevoelig voor diffusie-reacties met gereedschapsmaterialen (zoals WC-Co gecementeerde carbides), wat leidt tot adhesieslijtage. Dit zorgt ervoor dat het gereedschapsoppervlakmateriaal wordt weggesleten, waardoor een sikkelvormige slijtagekrater ontstaat.
Ⅶ. Veelvoorkomende problemen bij het frezen van superlegeringen met vingerfrezen
1. Ernstige gereedschapsslijtage
• De hoge hardheid en sterkte van superlegeringen leiden tot snelle slijtage van de spaan- en vrijloopvlakken van de vingerfrees.
• Hoge snijtemperaturen kunnen thermische vermoeidheidsscheuren, plastische vervorming en diffusieslijtage in het gereedschap veroorzaken.
2. Overmatige snijtemperatuur
• De slechte thermische geleidbaarheid van superlegeringen betekent dat de grote hoeveelheid warmte die tijdens het snijden wordt gegenereerd, niet op tijd kan worden afgevoerd.
• Dit leidt tot lokale oververhitting van het gereedschap, wat in ernstige gevallen kan leiden tot uitbranden of afbrokkelen van het gereedschap.
3. Ernstige koudverharding
• Superlegeringen zijn gevoelig voor koudverharding tijdens het verspanen, waarbij de oppervlaktehardheid snel toeneemt.
• De volgende snijgang komt een harder oppervlak tegen, waardoor de gereedschapsslijtage wordt verergerd en de snijkrachten toenemen.
4. Hoge snijkrachten en ernstige trillingen
• De hoge sterkte van het materiaal resulteert in grote snijkrachten.
• Als de gereedschapsstructuur niet goed is ontworpen of als het gereedschap niet goed is vastgeklemd, kan dit leiden tot verspaningstrillingen en getril, waardoor het gereedschap beschadigd raakt of de oppervlakteafwerking slecht is.
5. Gereedschapsadhesie en opgebouwde snijkant
• Bij hoge temperaturen heeft het materiaal de neiging om aan de snijkant van het gereedschap te hechten, waardoor een opgebouwde snijkant ontstaat.
• Dit kan onstabiel snijden, oppervlaktekrassen op het werkstuk of onnauwkeurige afmetingen veroorzaken.
6. Slechte kwaliteit van het bewerkte oppervlak
• Veelvoorkomende oppervlaktedefecten zijn bramen, krassen, harde plekken op het oppervlak en verkleuring in de warmtebeïnvloede zone.
• Hoge oppervlakte ruwheid kan de levensduur van het onderdeel beïnvloeden.
7. Korte standtijd en hoge verspaningskosten
• Het gecombineerde effect van de bovenstaande problemen resulteert in een veel kortere standtijd in vergelijking met het verspanen van materialen zoals aluminiumlegering of koolstofarm staal.
• Frequente gereedschapswisselingen, lage verspaningsefficiëntie en hoge verspaningskosten zijn de gevolgen. 8. Oplossingen & Optimalisatie
Ⅷ. Oplossingen en optimalisatie aanbevelingen
1. Oplossingen voor ernstige gereedschapsslijtage:
1.1. Kies ultrafijnkorrelig carbide materiaal (Submicron/Ultrafijnkorrelig Carbide), dat superieure slijtvastheid en transversale breuksterkte biedt.
*Ultrafijnkorrelig gecementeerd carbide wordt veel gebruikt in mallen, snijgereedschappen, precisiebewerking, elektronische componenten en andere gebieden vanwege zijn uitstekende slijtvastheid en hoge hardheid. De typische WC-korrelgrootte varieert van ongeveer 0,2 tot 0,6 μm. Volgens normen van verschillende landen en merken zijn de veelgebruikte kwaliteiten van ultrafijnkorrelig gecementeerd carbide als volgt:
A. Gangbare Chinese ultrafijnkorrelige gecementeerde carbidekwaliteiten (bijv. XTC, Zhuzhou Cemented Carbide, Jiangxi Rare Earth, Meirgute, enz.)
Eigenschappen & Toepassingen
K3130,4
6,0
Hoge hardheid, laag Co-gehalte, geschikt voor het verspanen van hard materiaal.
0,6
0,4-0,5
10,0
YG8X
0,6
0,4-0,5
K40UF
YG10X
0,6
0,4-0,5
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
ZK10UF
~0,5
10,0
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
TF08
0,5
D. Amerikaanse kwaliteiten (Kennametal、Carbide USA)
K40UF
WF25
0,5
D. Amerikaanse kwaliteiten (Kennametal、Carbide USA)
0,5
B. Duitse kwaliteiten (bijv. CERATIZIT, H.C. Starck, enz.)
Kwaliteit
Eigenschappen & Toepassingen
K3130,4
6,0
Hoge hardheid, laag Co-gehalte, geschikt voor het verspanen van hard materiaal.
8,0
0,6
K40UF
0,5
10,0
D. Amerikaanse kwaliteiten (Kennametal、Carbide USA)
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
0,5
10,0
D. Amerikaanse kwaliteiten (Kennametal、Carbide USA)
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
Kwaliteit
Korrelgrootte (μm)
Eigenschappen & Toepassingen
K3130,4
6,0
Hoge hardheid, laag Co-gehalte, geschikt voor het verspanen van hard materiaal.
Sumitomo's veelgebruikte ultrafijne kwaliteit, geschikt voor precisie-vingerfrezen.
TF20
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
12,0
Mitsubishi's hoogtaaiheid ultrafijne kwaliteit, gebruikt voor het frezen van moeilijk te verspanen materialen.
D. Amerikaanse kwaliteiten (Kennametal、Carbide USA)
0,5
10,0
Gebruikt voor boren met kleine diameter, PCB-gereedschappen, enz.
D. Amerikaanse kwaliteiten (Kennametal、Carbide USA)
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
Korrelgrootte (μm)
Co-gehalte (%)
Eigenschappen & Toepassingen
K3130,4
6,0
Hoge hardheid, laag Co-gehalte, geschikt voor het verspanen van hard materiaal.
KD10F
0,6
10,0
Algemene ultrafijne kwaliteit met uitstekende slijtvastheid.
GU10F
0,4-0,5
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
Gebruikt in toepassingen die een hoge oppervlaktekwaliteit vereisen.
1.2. Optimaliseer de gereedschapsgeometrie, zoals het verminderen van de spaanhoek en het handhaven van een matige vrijloophoek, om de kantsterkte te verbeteren.
1.3. Voer kant-honen uit om afbrokkeling en de voortplanting van microscheuren te voorkomen.
2. Oplossingen voor overmatige snijtemperatuur:
2.1 Gebruik hoogwaardige hittebestendige coatings, zoals AlTiN, SiAlN of nACo, die bestand zijn tegen snijtemperaturen van 800–1000°C.
2.2 Implementeer hogedrukkoelsystemen (HPC) of minimale hoeveelheid smering (MQL) om de snijwarmte snel te verwijderen.
2.3 Verminder de snijsnelheid (Vc) om de warmteontwikkeling te minimaliseren.
3. Oplossingen voor ernstige koudverharding:
3.1 Verhoog de voeding per tand (fz) om de verblijftijd van het gereedschap in de koudverharde laag te verminderen.
3.2 Kies voor kleinere snededieptes (ap) en meerdere passes om de verharde laag stapsgewijs te verwijderen.
3.3 Houd het gereedschap scherp om te voorkomen dat er met een botte snijkant door de verharde laag wordt gesneden.
4. Oplossingen voor hoge snijkrachten en ernstige trillingen:
4.1 Gebruik gereedschappen met variabele helix en variabele spoed (ongelijke afstand) om resonantie te verminderen.
4.2 Minimaliseer de gereedschapsoversteeklengte (houd de L/D-verhouding
De soldeertechnologie en de selectie van soldeermateriaal bepalen direct het kwaliteitsniveau van de hardmetalen frees.
De lastechniek van hardmetalen roterende frezen is een van de belangrijkste factoren die hun kwaliteit beïnvloeden. De keuze van lasmaterialen en lasprocessen bepaalt direct het kwaliteitsniveau van de hardmetalen roterende frezen.
Selectie van lasmaterialen: Hardmetalen roterende frezen gebruiken een kern-sandwich zilver soldeermateriaal, dat aan beide uiteinden zilver heeft en een kernlaag van koperlegering daartussen. De soldeertemperatuur voor dit materiaal ligt rond de 800°C, wat veel lager is in vergelijking met de 1100°C soldeertemperatuur die nodig is voor koper soldeermaterialen. Dit beperkt de schade aan de hardmetaaleigenschappen aanzienlijk, vermindert lasstress, voorkomt microscheuren in het hardmetaal en zorgt voor een betere lassterkte.
Selectie van lasmethoden: Er zijn momenteel twee belangrijkste lasmethoden op de markt: vlakbodem zilver solderen en staartgat koper solderen. Vlakbodem zilver solderen heeft een eenvoudigere structuur, minder lasstress en een lagere vereiste soldeertemperatuur, wat de prestaties van de legering en de stalen schacht beter behoudt. Aan de andere kant kan staartgat koper solderen wat hardmetaal besparen en is het goedkoper, maar de hogere soldeertemperatuur kan schade aan de hardmetaaleigenschappen veroorzaken.
Lasapparatuur en -proces: Het gebruik van automatische lasmachines is een cruciaal onderdeel van het proces. In het automatische lasproces kunnen de hardmetalen punt en de stalen schacht automatisch worden uitgelijnd voor het solderen zonder handmatige tussenkomst, waardoor de stabiliteit van de laskwaliteit en de uitstekende coaxialiteit tussen de stalen schacht en de hardmetalen punt na het lassen aanzienlijk worden gewaarborgd.
Als een bedrijf met meer dan tien jaar ervaring in onderzoek en ontwikkeling van hardmetaal, heeft Chengdu Baboshi Cutting Tools een diepgaand begrip van de prestaties van hardmetaal. Tijdens het lasproces van roterende frezen gebruiken we volledig geautomatiseerde vlakbodem zilver soldeertechnologie, die de prestaties van de legering aanzienlijk beschermt en uitstekende coaxialiteit tussen de stalen schacht en de hardmetalen punt garandeert.
Inleiding
Bij het ontwerpen van hardmetalen vingerfrezen voor aluminium is het essentieel om uitgebreid rekening te houden met materiaalkeuze, gereedschapsgeometrie, coatingtechnologie en bewerkingsparameters. Deze factoren zorgen voor efficiënte en stabiele bewerking van aluminiumlegeringen en verlengen tegelijkertijd de standtijd van het gereedschap.
1. Materiaalkeuze
1.1 Hardmetalen Substraat: YG-type hardmetaal (bijv. YG6, YG8) heeft de voorkeur vanwege de lage chemische affiniteit met aluminiumlegeringen, wat helpt bij het verminderen van de vorming van opgebouwde snijkant (BUE).
1.2 Aluminiumlegeringen met hoog siliciumgehalte (8%–12% Si): Gereedschappen met diamantcoating of ongecoat ultrafijnkorrelig hardmetaal worden aanbevolen om door silicium geïnduceerde gereedschapscorrosie te voorkomen.
1.3 Hoogglansbewerking: Hardmetalen vingerfrezen met hoge stijfheid en precisie randpolijsting worden aanbevolen om een spiegelachtige oppervlakteafwerking te bereiken.
2. Gereedschapsgeometrie Ontwerp
2.1 Aantal Snijkanten: Een ontwerp met 3 snijkanten wordt vaak gebruikt om de snij-efficiëntie en de spaanafvoer in evenwicht te brengen. Voor het voorbewerken van aluminiumlegeringen in de lucht- en ruimtevaart kan een vingerfrees met 5 snijkanten (bijv. Kennametal KOR5) worden gekozen om de voeding te verhogen.
2.2 Spiraalhoek: Een grote spiraalhoek van 20°–45° wordt aanbevolen om de snijvlakheid te verbeteren en trillingen te verminderen. Overmatig grote hoeken (>35°) kunnen de tandsterkte verzwakken, dus is een evenwicht tussen scherpte en stijfheid vereist.
2.3 Spaanhoek en Vrijloophoek: Een grotere spaanhoek (10°–20°) verlaagt de snijweerstand en voorkomt aluminiumhechting. Vrijloophoeken zijn over het algemeen 10°–15°, instelbaar afhankelijk van de snijcondities, om slijtvastheid en snijprestaties in evenwicht te brengen.
2.4 Spaanholte Ontwerp: Brede, continue spiraalvormige groeven zorgen voor snelle spaanafvoer en minimaliseren het vastplakken.
2.5 Randvoorbereiding: Snijkanten moeten scherp blijven om de snijkracht te verminderen en hechting te voorkomen; passende afschuining verbetert de sterkte en voorkomt randafbrokkeling.
3. Aanbevolen Coatingopties
3.1 Ongecoat: In veel gevallen zijn aluminium vingerfrezen ongecoat. Als de coating aluminium bevat, kan deze reageren met het werkstuk, waardoor de coating loslaat of hecht, wat leidt tot abnormale gereedschapsslijtage. Ongecoate vingerfrezen zijn kosteneffectief, extreem scherp en gemakkelijk opnieuw te slijpen, waardoor ze geschikt zijn voor kleine series, prototyping of toepassingen met gematigde oppervlakteafwerkingsvereisten (Ra > 1,6 μm).
3.2 Diamond-Like Carbon (DLC): DLC is op koolstof gebaseerd, met een regenboogachtige uitstraling, en biedt uitstekende slijtvastheid en anti-hechtingseigenschappen—ideaal voor aluminiumbewerking.
3.3 TiAlN Coating: Hoewel TiAlN uitstekende oxidatie- en slijtvastheid biedt (3–4 keer langere levensduur dan TiN in staal, roestvrij staal, titanium en nikkel legeringen), wordt het over het algemeen niet aanbevolen voor aluminium omdat het aluminium in de coating kan reageren met het werkstuk.
3.4 AlCrN Coating: Chemisch stabiel, niet-klevend en geschikt voor titanium, koper, aluminium en andere zachte materialen.
3.5 TiAlCrN Coating: Een coating met gradiëntstructuur met hoge taaiheid, hardheid en lage wrijving. Het presteert beter dan TiN in snijprestaties en is geschikt voor het frezen van aluminium.
Samenvatting: Vermijd coatings die aluminium bevatten (bijv. TiAlN) bij het bewerken van aluminium, omdat deze de gereedschapsslijtage versnellen.
4. Belangrijke Overwegingen
4.1 Spaanafvoer: Aluminiumspanen hebben de neiging om te plakken; geoptimaliseerde groefontwerpen (bijv. golvende randen, grote spaanhoeken) zijn vereist voor een soepele afvoer.
4.2 Koelmethode:
4.2.1 Geef de voorkeur aan interne koeling (bijv. Kennametal KOR5) om de snijtemperatuur te verlagen en spanen weg te spoelen.
4.2.2 Gebruik snijvloeistoffen (emulsies of oliegebaseerde koelmiddelen) om wrijving en warmte te verminderen, waardoor zowel gereedschap als werkstuk worden beschermd.
4.2.3 Zorg voor voldoende koelmiddelstroom om de snijzone te bedekken.
4.3 Bewerkingsparameters:
4.3.1 Hoge-snelheidssnijden: Snijsnelheden van 1000–3000 m/min verbeteren de efficiëntie en verminderen tegelijkertijd de snijkracht en warmte.
4.3.2 Voeding: Het verhogen van de voeding (0,1–0,3 mm/tand) verhoogt de productiviteit, maar overmatige kracht moet worden vermeden.
4.3.3 Snijdiepte: Meestal 0,5–2 mm, aangepast per vereisten.
4.3.4 Anti-Trilling Ontwerp: Variabele spiraal, ongelijke groefafstand of taps toelopende kernstructuren kunnen getril onderdrukken (bijv. KOR5).
Conclusie
De belangrijkste ontwerpprincipes van hardmetalen vingerfrezen voor aluminium zijn lage wrijving, hoge spaanafvoerefficiëntie en anti-hechting prestaties. Aanbevolen materialen zijn onder meer hardmetaal van het YG-type of ongecoat ultrafijnkorrelig hardmetaal. Geometrieën moeten scherpte in evenwicht brengen met stijfheid, en coatings moeten aluminiumhoudende verbindingen vermijden. Voor hoogglansafwerkingen of aluminiumlegeringen met een hoog siliciumgehalte zijn geoptimaliseerde rand- en groefontwerpen essentieel. In de praktijk kan de prestatie worden gemaximaliseerd door geschikte bewerkingsparameters (bijv. hoge snelheid, klimfrezen) te combineren met effectieve koelstrategieën (bijv. interne koeling).